题目内容
【题目】某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究NO2、NO与Na2O2反应的情况，提出假设并进行相关实验。
Ⅰ.从理论上分析Na2O2和NO2都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设：
假设1：Na2O2氧化NO2；假设2：NO2 氧化Na2O2。
（1）甲同学设计如图1装置进行实验：
①试管A 中反应的离子方程式是____________________________。
②待试管B 中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B；向其中加入适量Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。
③仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C的名称为___________________。
结论：甲同学认为假设2 正确。
（2）乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是________________________。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，得出结论：假设1正确，则NO2和Na2O2反应的化学方程式是_______________________。
Ⅱ.该研究性学习小组同学还认为NO 易与O2发生反应，应该更易被Na2O2氧化。查阅资料：2NO+Na2O2=2NaNO2；2NaNO2+2HCl=2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O； 酸性条件下，NO 能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+。
（3）丙同学用图2所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。
①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是_________________。
②B 中观察到的主要现象是____________(填字母编号)。
a.铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色 b.有红棕色气泡产生 C.有无色气泡产生③C、E 中所盛装的试剂不能是________(填字母编号)。
a.无水硫酸铜 b.无水氯化钙 c.碱石灰 d.生石灰
④F 中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____________。
⑤充分反应后，检验D装置中产物的方法是：______________ ，则产物是NaNO2。
【答案】 Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 球形干燥管 除去生成NO2气体中混有的水蒸气 Na2O2+2NO2=2NaNO3 将装置中的空气排出 ac a 3：5 取D装置中产物少许，加入稀盐酸，产生红棕色气体
【解析】（1）①试管A中铜和浓硝酸反应，其离子方程式是Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O。②待试管B中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B；向其中加入适量Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。③仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C为干燥管。
（2）乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是除去NO2气体中混有的水蒸气，防止其干扰实验。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃。使带火星的本条复燃的氧气是水蒸气与过氧化钠反应得到，由此得出结论：假设1正确， NO2和Na2O2反应的化学方程式是Na2O2+2NO2=2NaNO3。
Ⅱ.该研究性学习小组同学还认为NO易与O2发生反应，应该更易被Na2O2氧化。查阅资料：2NO+Na2O2=2NaNO2；2NaNO2+2HCl=2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O；酸性条件下，NO能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+。
（3）①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是将装置中的空气排出，防止氧气干扰实验。②B中观察到的主要现象是铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气泡产生，选ac。.③无水硫酸铜通常用于检验水，不用于吸收水，所以C、E中所盛装的试剂不能是a。④F中发生的是一氧化氮与酸性高锰酸钾溶液的反应，其中的氧化剂高锰酸根被还原生成+2价锰离子，锰元素的化合价降低了5，还原剂NO被氧化成硝酸根，氮元素的化合价升高了3，根据得失电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：5，
⑤由题中信息可知，2NaNO2+2HCl=2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O。因此，检验D装置中产物的方法是：取D装置中产物少许，加入稀盐酸，产生红棕色气体，则产物是NaNO2。
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【题目】研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1) 氧化还原法消除NOx的转化如下:
已知: NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=-200.9kJ/mol
2NO(g)+O2(g)=2NO(g) △H=-116.2kJ/mol
则NO 与O3 只生成NO2 的热化学方程式为_____________________。
(2) 有人设想将CO按下列反应除去: 2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H>0,请你分析该反应能否自发进行?_____( 填“是”或“否”)，依据是_____________________。
(3)活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。在2L.恒容密闭容器中加入0.1000mo1NO和2.030mol 固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表:
固体活性炭/mol | NO/mol | A/mol | B/mol | |
200℃ | 2.000 | 0.0400 | 0.0300 | 0.0300 |
335℃ | 2.005 | 0.0500 | 0.0250 | 0.0250 |
①结合上表的数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式______ 该反应的正反应为_______(填”吸热”或“放热”)反应。
②200℃时，平衡后向恒容容器中再充入0.1000mo1NO,再次平衡后，NO 的体积分数将____。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4) 用亚硫酸钠溶液吸收二氧化硫得到亚硫酸氢钠溶液，然后电解该溶液可制得硫酸，电解原理示意图如图所示。请写出开始时阳极的电极反应式______________。
(5)常温下，Ksp(BaCO3) =2.5×10-9,Ksp(BaSO4) =1.0×10-10，控制条件可实现如下沉淀转换:
BaSO4(s)+CO32-(aq)=BaCO3(s)+SO42-(aq) ，该反应平衡常数K的表达式为:K=_______，欲用1LNa2CO3 溶液将0.01molBaSO4 全部转化为BaCO3,则Na2CO3 溶液的最初浓度应不低于_________。